淺談無菌檢查用隔離器

陳穎

（杭州默沙東制藥有限公司，浙江 杭州 310000）

無菌檢查是評(píng)估產(chǎn)品是否符合無菌要求的關(guān)鍵手段，無菌檢查技術(shù)是確保無菌檢查結(jié)果準(zhǔn)確可靠的重要保障。隔離器（isolator）技術(shù)是無菌制藥領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的無菌檢查保障手段。19世紀(jì)80年代中期就開始使用隔離器來建立一個(gè)無菌檢查工作環(huán)境。由于隔離器系統(tǒng)從根本上避免了分析人員與物品的直接接觸，再加上測(cè)試前隔離器內(nèi)用滅菌劑滅菌，無菌隔離器內(nèi)環(huán)境的生物負(fù)載達(dá)到GMP規(guī)定最大A級(jí)潔凈度?？梢哉f，隔離器技術(shù)降低了分析人員與測(cè)試物品的交叉污染并避免環(huán)境污染，同時(shí)也保護(hù)分析人員不受有毒有害物質(zhì)的傷害。與傳統(tǒng)的潔凈區(qū)相比，隔離器技術(shù)在無菌檢查中的運(yùn)用，不僅明顯降低成本，更為重要的是大大降低無菌檢查中發(fā)生假陽性結(jié)果的概率。

1 無菌檢查用隔離器法規(guī)與技術(shù)背景

隨著無菌隔離器在無菌檢查中越來越廣泛的運(yùn)用，相應(yīng)的法規(guī)要求也越來越明朗。

中國(guó)藥典2020年版9206無菌檢查用隔離系統(tǒng)驗(yàn)證和應(yīng)用指導(dǎo)原則詳細(xì)說明無菌隔離器的具體要求，從結(jié)構(gòu)、安裝位置到驗(yàn)證，再到應(yīng)用。

美國(guó)藥典USP 1117 ＜Microbiological best laboratory practices＞中提到隔離器技術(shù)對(duì)于無菌檢查的利好—“Isolators have been shown to have lower levels of environmental contamination than manned clean rooms，and therefore， are generally less likely to produce false-positive results.”一方面確保環(huán)境可靠性，另一方面是避免化學(xué)消毒引發(fā)的假陰性結(jié)果。USP 1208＜STERILITY TESTING—VALIDATION OF ISOLATOR SYSTEMS＞中詳細(xì)介紹無菌隔離器的歷史、設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、驗(yàn)證等內(nèi)容。

國(guó)際藥品認(rèn)證合作組織 PIC/S PI 012-3 ＜Recommendation on Sterility Testing＞中提到隔離器技術(shù)用于無菌檢查，同時(shí)PIC/S PI 014-3＜Recommendation on Isolators used for aseptic processing and sterility testing＞也介紹無菌檢查用隔離器。

美國(guó)食品和藥物管理局關(guān)于無菌產(chǎn)品的行業(yè)指導(dǎo)＜FDA guidance for industry on sterile products produced by aseptic processing＞明確提到使用隔離器系統(tǒng)有助于保護(hù)產(chǎn)品且降低污染風(fēng)險(xiǎn)—“Use of an isolator system further enhances product protection”，“A process conducted in an isolator can have a low risk of contamination because of the lack of direct human intervention and can be simulated with a lower number of units as a proportion of the overall operation”，“The use of isolators for sterility testing minimizes the chance of a false positive test result”，同時(shí)有單獨(dú)的附錄1介紹無菌過程隔離器。

2 無菌檢查用隔離器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

無菌隔離器為不銹鋼與玻璃結(jié)構(gòu)，外部結(jié)構(gòu)自左往右分別為設(shè)備電柜及操作面板、傳遞艙（傳遞艙可根據(jù)需求選配）、操作艙。隔離器內(nèi)部集成蒸汽滅菌系統(tǒng)、無菌測(cè)試泵、環(huán)境監(jiān)測(cè)用塵埃粒子計(jì)數(shù)器和浮游菌采樣器。采用單向?qū)恿黠L(fēng)提供A級(jí)潔凈級(jí)別的局部潔凈區(qū)，內(nèi)室采用正壓設(shè)計(jì)，能夠更好地保證無菌環(huán)境要求。所有進(jìn)入和排出隔離器的空氣均通過過濾系統(tǒng)過濾，如H14高效過濾器（HEPA）。

3 隔離器系統(tǒng)的驗(yàn)證

在使用隔離器用于無菌檢查前，必須完成隔離器的驗(yàn)證。隔離器作為大型設(shè)備設(shè)施，從完成制造到釋放使用前包括工廠驗(yàn)收測(cè)試（FAT）、調(diào)試（commissioning）、安裝確認(rèn)（IQ）、運(yùn)行確認(rèn)（OQ）、滅菌循環(huán)開發(fā)與有效性確認(rèn)（CD&MBQ）、性能確認(rèn)（PQ）等測(cè)試驗(yàn)證環(huán)節(jié)。不同生產(chǎn)廠家對(duì)隔離器不同階段測(cè)試驗(yàn)證內(nèi)容會(huì)有所不同，值得注意的是，F(xiàn)AT內(nèi)容不完全等同于IOQ，甚至有些在FAT執(zhí)行的關(guān)鍵活動(dòng)不在IOQ重復(fù)。因此，在隔離器FAT前通過隔離器的工藝流程圖（P&ID）依據(jù)工作原理及用途識(shí)別關(guān)鍵部件的驗(yàn)證活動(dòng)，確保這些關(guān)鍵活動(dòng)發(fā)生在IOQ階段。此外，還應(yīng)提早明確隔離器數(shù)據(jù)可靠性的要求，在FAT和commissioning階段進(jìn)行數(shù)據(jù)可靠性的確認(rèn)便于提早識(shí)別任何潛在的偏離，及時(shí)在IOQ驗(yàn)證活動(dòng)前進(jìn)行調(diào)整或修正可以很好地避免驗(yàn)證活動(dòng)中數(shù)據(jù)可靠性的例外發(fā)生。在IOQ完成后，PQ活動(dòng)前應(yīng)進(jìn)行滅菌循環(huán)開發(fā)并對(duì)滅菌參數(shù)的有效性進(jìn)行確認(rèn)，滅菌參數(shù)的有效性確認(rèn)MBQ也可以認(rèn)為是PQ活動(dòng)的一部分，本文將CD與MBQ合并為單獨(dú)的驗(yàn)證活動(dòng)。

3.1 安裝確認(rèn)（IQ）

IQ階段著重于隔離器外觀（尺寸、結(jié)構(gòu)、所用材質(zhì)）、硬件（各個(gè)儀表如溫濕度傳感器）、計(jì)算機(jī)軟件、隔離器相關(guān)文檔等內(nèi)容的確認(rèn)。

3.2 運(yùn)行確認(rèn)（OQ）

OQ階段確認(rèn)重在確認(rèn)隔離器系統(tǒng)的運(yùn)行是否符合設(shè)計(jì)的功能要求。包括隔離器的儀器儀表的校準(zhǔn)、報(bào)警功能確認(rèn)、隔離器完整性檢測(cè)（即泄漏測(cè)試）、滅菌階段確認(rèn)（準(zhǔn)備階段、條件確認(rèn)、滅菌階段、排風(fēng)階段）、數(shù)據(jù)可靠性確認(rèn)等。目前最常用的是過氧化氫蒸汽進(jìn)行隔離器內(nèi)部表面滅菌，滅菌劑蒸汽均勻分布在隔離器艙體內(nèi)，在一定濃度及時(shí)間的條件下進(jìn)行滅菌，使得隔離器內(nèi)部環(huán)境的微生物負(fù)載達(dá)到GMP規(guī)定A級(jí)潔凈區(qū)要求。其中保持過氧化氫的濃度不低于過氧化氫的冷凝點(diǎn)是關(guān)鍵。隔離器滅菌階段內(nèi)部過氧化氫濃度和濃度分布也是重點(diǎn)。因此，IOQ之后需要進(jìn)行滅菌循環(huán)的開發(fā)。

3.3 滅菌循環(huán)開發(fā)和滅菌參數(shù)有效性確認(rèn)（CD&MBQ）

CD&MBQ旨在獲得PQ及日常無菌檢查過程使用的滅菌參數(shù)，實(shí)現(xiàn)滅菌值達(dá)到6log且具有重現(xiàn)性。滅菌效果受滅菌劑濃度與濃度分布影響。隔離器內(nèi)滅菌劑濃度與隔離器內(nèi)部的溫度、濕度有關(guān)，因此，有隔離器溫度分布、濕度分布的研究，而基于隔離器內(nèi)部空間的大小及數(shù)據(jù)收集統(tǒng)計(jì)分析，目前這兩項(xiàng)研究基本為可選項(xiàng)。隔離器內(nèi)滅菌劑濃度分布與隔離器內(nèi)部裝載有關(guān)，因此，CD&MB的先決條件是隔離器內(nèi)的最大/最差裝載（worst-case loading）確定，對(duì)應(yīng)滿載下得到相應(yīng)的滅菌參數(shù)。對(duì)隔離器內(nèi)滿載物品的擺放情況應(yīng)詳細(xì)描述并以圖片文字形式記錄。

通過布點(diǎn)化學(xué)指示劑對(duì)滅菌劑濃度分布狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確認(rèn)無菌隔離器內(nèi)的滅菌劑是均勻分布，且達(dá)到滅菌所需有效殺滅濃度；通過布點(diǎn)生物指示劑對(duì)滅菌劑殺滅物品表面微生物的效力進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)無菌隔離器的滅菌對(duì)表面微生物的殺滅是有效的。滅菌循環(huán)研究最終通過生物指示劑挑戰(zhàn)試驗(yàn)和/或化學(xué)指示劑的變化獲得最終參數(shù)。

表面滅菌常使用的滅菌劑過氧化氫具有強(qiáng)腐蝕性、強(qiáng)氧化性，使用過程注意安全。目前市場(chǎng)上有使用催化分解裝置，加速過氧化氫分解成水和氧氣。配有該裝置的隔離器從背景環(huán)境的取風(fēng)可以回到背景環(huán)境，減輕空調(diào)系統(tǒng)壓力，不過，要注意出風(fēng)口應(yīng)安裝高效過濾系統(tǒng)。

3.4 性能確認(rèn)（PQ）

PQ階段確認(rèn)隔離器系統(tǒng)滿足日常無菌檢查的要求。PQ活動(dòng)主要包括包裝完整性確認(rèn)（package integrity study）、產(chǎn)品抑菌性檢查（bacteriostasis&fungistasis）、隔離器內(nèi)部無菌環(huán)境維持（hold time study）。包裝完整性確認(rèn)（package integrity study）主要研究滅菌劑在物料包裝表面造成的滲透，特別針對(duì)具有無菌檢查的產(chǎn)品及微生物生長(zhǎng)能力的物料，如瓶裝培養(yǎng)基、環(huán)境監(jiān)控用的平皿。通過對(duì)產(chǎn)品初級(jí)包裝材料內(nèi)增加菌株進(jìn)行滅菌循環(huán)并培養(yǎng)，確認(rèn)隔離器滅菌循環(huán)不會(huì)對(duì)產(chǎn)品包裝內(nèi)微生物產(chǎn)生影響，不會(huì)影響產(chǎn)品內(nèi)微生物的檢驗(yàn)檢出限；滅菌劑滲透到培養(yǎng)基中，可能會(huì)造成假陰性結(jié)果，通過驗(yàn)證證明滅菌過程不會(huì)影響包裝內(nèi)部物料的促生長(zhǎng)能力?？紤]到日常設(shè)備故障或其他異常情況，一般直接檢查兩個(gè)滅菌循環(huán)后包裝完整性。

產(chǎn)品抑菌性檢查（bacteriostasis&fungistasis）發(fā)生在包裝完整性確認(rèn)后，目的在于檢查產(chǎn)品本身抑菌能力是否受到滅菌劑的滲透影響。

隔離器內(nèi)部無菌環(huán)境維持（holding time study）研究的是在一個(gè)無菌周期內(nèi)，隔離器系統(tǒng)保持內(nèi)部環(huán)境無菌的能力。通過隔離器內(nèi)部可集成塵埃粒子計(jì)數(shù)器和浮游菌采樣器，加上接觸采樣進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控。

4 結(jié)語

就無菌隔離器技術(shù)而言，能夠?yàn)闊o菌檢查提供一個(gè)可靠的無菌環(huán)境，該環(huán)境能夠很好地防止微生物對(duì)測(cè)試用物料的污染，避免出現(xiàn)假陽性的結(jié)果。前提是有賴于操作者良好的行為習(xí)慣的保持以及對(duì)無菌隔離器定期的維護(hù)，實(shí)現(xiàn)這兩點(diǎn)就需要建立穩(wěn)定的無菌檢查流程和完整的培訓(xùn)體系。需要對(duì)操作者進(jìn)行關(guān)于隔離器專門程序培訓(xùn)，做好日常隔離器清潔、維護(hù)，并定期進(jìn)行隔離器系統(tǒng)再驗(yàn)證，確保隔離器系統(tǒng)有效、持久而穩(wěn)定地使用。